2.
Органи́ческое стекло́ (оргстекло́), или
полиметилметакрилат (ПММА)- синтетический
полимер метилметакрилата, термопластичный
прозрачный пластик, также известный под
названием акриловое стекло, акрил, плекс.
4.
Эти органические материалы только формально
именуются стеклом, и относятся к совершенно
иному классу веществ, о чём говорит и само
название, и чем в основном определяются
ограничения свойств, и, как следствие того —
возможностей применения несопоставимых со
стеклом по многим параметрам; органические
стекла способны приблизиться по свойствам к
большинству видов неорганических стёкол только в
композитных материалах, однако огнеупорными
они уже никогда не будут; стойкость к агрессивным
средам органических стёкол также определяется
значительно более узким диапазоном.
5.
ПММА легче: его плотность (1190 кг/м³)
приблизительно в два раза меньше плотности
обычного стекла;
ПММА более мягок чем обычное стекло и
чувствителен к царапинам (этот недостаток
исправляется нанесением стойких к царапинам
покрытий);
ПММА может быть легко деформирован при
температурах выше +100 °C; при охлаждении
приданная форма сохраняется;
ПММА легко поддаётся механической обработке
обычным металлорежущим инструментом;
ПММА лучше, чем неспециальные, разработанные с
этой целью виды стёкол, пропускает
ультрафиолетовое и рентгеновское излучения,
отражая при этом инфракрасное; светопропускание
оргстекла несколько ниже (92—93 % против 99 % у
лучших сортов силикатного);
ПММА неустойчив к действию спиртов, ацетона и
бензола.
6.
Оргстекло получают двумя способами: экструзией и
литьём. Сам способ производства накладывает ряд
ограничений и определяет некоторые свойства
пластика.
Экструзионное оргстекло — от англ. exstrusion, от
нем. Extrudiert — получают методом непрерывной
экструзии (выдавливания) расплавленной массы
гранулированного ПММА через щелевую головку с
последующим охлаждением и резкой по заданным
размерам.
Блочное (в России утвердился термин «литьевое» —
англ. cast) — получают методом заливки мономера
ММА между двумя плоскими стёклами с дальнейшей
его полимеризацией до твёрдого состояния.
7.
высокая светопропускаемость — 92 %, которая не изменяется с течением
времени, сохраняя свой оригинальный цвет
сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла
при одинаковой толщине оргстекло весит почти в 2,5 раза меньше, чем
стекло, поэтому конструкция не требует дополнительных опор, что создает
иллюзию открытого пространства
устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов, поэтому может
использоваться для остекления яхт, производства аквариумов
экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов
возможность придавать разнообразные формы при помощи
термоформования, без нарушения оптических свойств, с прекрасной
деталировкой
механическая обработка осуществляется с такой же лёгкостью, как и
обработка дерева
устойчивость во внешней среде, морозостойкость
пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают
пожелтения и деградации акрилового стекла
устойчивость в химических средах
электроизоляционные свойства
подлежит утилизации
8.
склонность к поверхностным повреждениям
(твёрдость 180—190 Н/мм²)
технологические трудности при термо- и
вакуумформовании изделий — появление
внутренних напряжений в местах сгиба при
формовке, что ведёт к последующему
появлению микротрещин
легковоспламеняющийся материал
(температура воспламенения +260 °C)
9.
На оргстекло воздействуют разбавленные
фтористоводородные и цианистоводородные
кислоты, а также концентрированные серная,
азотная и хромовая кислоты. Растворителями
оргстекла являются хлорированные
углеводороды (дихлорэтан, хлороформ, метилен
хлористый), альдегиды, кетоны и сложные
эфиры. На оргстекло также воздействуют
спирты: метиловый, бутиловый, этиловый,
пропиловый. При непродолжительном
воздействии 10 % этилового спирта
взаимодействие с оргстеклом отсутствует.
10.
Как уже отмечено, самолёты и вертолёты, относящиеся к
предыдущему поколению, остекляют однослойными или
многослойными (композитными) материалами на основе
органических и силикатных стекол.
Изделия из оргстекла получают вакуумным формованием,
пневмоформованием и штамповкой. Используется также метод
холодного формования. Многие области применения этих
полимеров пересекаются со стеклом, но оргстекло значительно
проще обрабатывается и формуется, а также обладает меньшим
весом. Это определяет его преимущество для изготовления
различных деталей интерьера, указателей, рекламной продукции
и аквариумов. Обычно для связи используется трудоёмкое
оптическое стекло. В этом волокне сердцевина делается из
кварцево-германатного стекла. Хотя материал стеклянных
волокон дешевле пластиковых, их себестоимость выше из-за
специальной обработки и технологии изделий. В отдельных,
менее ответственных случаях широкое применение для связи
имеет пластиковое волокно.
11.
Из необычных областей применения оргстекла следует отметить:
Изготовление клея-растворителя для самого себя путём получения
мономера (метилметакрилата) перегонкой;
В сантехнике (акриловые ванны), в торговом оборудовании.
ПММА нашёл широкое применение в офтальмологии: из него уже
несколько десятилетий изготавливаются жёсткие
газонепроницаемые контактные линзы и жёсткие интраокулярные
линзы (ИОЛ), которых в настоящее время имплантируется в мире до
нескольких миллионов штук в год. Интраокулярные (то есть
внутриглазные) линзы известны под названием искусственного
хрусталика, и ими заменяют капсулу, помутневшую в результате
возрастных изменений и других причин, приводящих к катаракте.
Органические стекла как биоматериалы именно из-за таких
качеств, как пластичность, позволили заменить стёкла
неорганические. (Например, контактные линзы). Работа учёных в
течение более чем 20 лет привела к созданию в конце 1990-х
годов силикон-гидрогелевых линз, которые благодаря сочетанию
гидрофильных свойств и высокой кислородопроницаемости могут
непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно.[3]
Тем не менее это не стёкла, но оптический материал со своими
характеристиками.
12.
Области применения: осветительная техника (плафоны, перегородки,
лицевые экраны, рассеиватели) наружная реклама (лицевые стёкла для
коробов, световых букв, формованные объёмные изделия) торговое
оборудование (подставки, витрины, ценники) сантехника (оборудование
ванных комнат) строительство и архитектура (остекление проёмов,
перегородки, купола, танц-пол, объёмные формованные изделия, аквариумы)
транспорт (остекление самолётов, катеров, обтекатели) приборостроение
(циферблаты, смотровые окна, корпуса, диэлектрические детали, ёмкости).
ПММА широко используется в микро- и наноэлектронике. В частности, ПММА
нашёл применение в качестве позитивного электронного резиста в
электронно-лучевой литографии. Раствор ПММА наносят на кремниевую
пластину или другую подложку с помощью центрифуги, в результате чего
образуется тонкая плёнка, после чего сфокусированным электронным лучом,
например, в растровом электронном микроскопе (РЭМ) создаётся требуемый
рисунок. В тех местах плёнки ПММА, куда попали электроны, происходит
разрыв межмолекулярных связей, в результате чего в плёнке образуется
скрытое изображение. С помощью проявляющего растворителя засвеченные
участки удаляются. Помимо электронного пучка рисунок можно
сформировать путём облучения ПММА ультрафиолетом и рентгеновским
излучением. Преимущество ПММА в сравнении с другими резистами состоит в
том, что с его помощью удаётся получать рисунки с линиями нанометровой
ширины. Гладкая поверхность ПММА может быть легко наноструктурирована
путём обработки в кислородной высокочастотной плазме[4], а
наноструктурированная поверхность ПММА может быть легко сглажена путём
облучения вакуумным ультрафиолетом (ВУФ).[4]
13.
В СССР отечественный плексигласоргстекло был синтезирован в 1936 году в
НИИ Пластмасс. В наши дни теплостойкие
фторакрилатные органические стекла
используются в качестве лёгких и надёжных
деталей остекления высокоскоростных
самолетов ОКБ «МиГ» в сочетании с
высокопрочными конструкциями из
алюминиевых, титановых сплавов и сталей,
— работоспособны при температурах
эксплуатации от +230 до +250 °C.[2]
14. Метилметакрилат (ММА) — Сложный метиловый эфир метакриловой
кислоты; бесцветная, маслянистая жидкость с ароматическим запахом,
легко испаряется и воспламеняется. Температура кипения — 100,3 °C, в
водных растворах понижается до 83 °C. Плотность — 0,935 г/см³ (полимер
— 1,2 г/см³ и больше).
Химическая формула метилметакрилата: CH2=C(CH3)COOCH3.
15.
Более 50 % производимого метилметакрилата
используется для получения акриловых полимеров. В
форме полиметилметакрилата и других смол, он
применяется, главным образом, в виде листов пластика,
порошков для литья и формовки, поверхностных
покрытий, эмульсионных полимеров, волокон, чернил и
пленок. Метилметакрилат также применяется в
производстве материалов, известных под названием
плексигласа или люцита. Они используются в зубных
протезах, твердых контактных линзах, и клеях. Nбутилметакрилат используется в качестве мономера для
смол, сольвентных покрытий, клеев и присадок к
маслам, а также входит в состав эмульсий для
аппретирования тканей, кожи и бумаги, применяется в
производстве контактных линз.
16.
Метилметакрилат может оказывать угнетающее действие на
центральную нервную систему, печень, почки ; вызывать
аллергические реакции глаз, кожи, носа, горла; вызывает
сильную головную боль, тошноту, дерматит у рабочих,
контактировавших с данным мономером.
Чрезвычайно легко диффундирует( процесс взаимного проникновения
молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого,
приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому
объёму[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию
и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит
из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (вдоль вектора
градиента концентрации) через стенки пластмассовых канистр,
сосудов, загрязняя воздух.
Полиметилметакрилат, или органическое стекло, образуется в
результате реакции полимеризации ММА.
